Устройство для измерения подвижности доменных границ феррит-гранатовых пленок Советский патент 1993 года по МПК G11C11/14 

Изобретение относится к магнитным измерениям и может быть применено для контроля феррит-гранатовых пленок, ис- псльзуемых в качестве запоминающей среди в устройствах памяти на цилиндрических магнитных доменах.

Целью изобретения является повышение точности и быстродействия устройства за счет автоматического измерения скорости перемещения ЦМД в процессе определения подвижности доменных границ.

На фиг.1 представлена блок-схема уст- ре йства для измерения подвижности до- минных границ феррит-гранатовых пленок; н фиг.2 приведены временные диаграммы, п( ясняющие работу устройства; на фиг.З - изображение на экране видеоконтрольного б/ока источника градиентного магнитного

поля в виде пары параллельных проводников, источника компенсирующего магнитного поля в виде токовой петли, выбранного для измерения изолированного ЦМД и горизонтальной измерительной метки.

Устройство для измерения подвижности доменных границ феррит-гранатовых пленок (фиг.1) содержит оптически связанные источник света 1, поляризационный микроскоп 2, содержащий поляризатор и анализатор, камеру телевизионную передающую 3, исследуемый образец феррит-гранатовой пленки 4, расположенный перпендикулярно оптической оси устройства, а также источник 5 поля смещения, выполненный в виде катушек Гельмгольца, продольная ось которого направлена вдоль оптической оси устройства, источник 6 гра00

СА) VI W ON

диентного магнитного поля в виде пары параллельных проводников, источник 7 компенсирующего магнитного поля в виде токовой петли, причем источники 6 и 7 расположены в плоскости образца 4, формиро- эатели 8 и 9 импульсов тока, соединенные с источниками 6 и 7 соответственно, интегратор напряжения 10, генератор 11 одиночных импульсов, селектор 12 строчных и кадровых синхроимпульсов и смеситель 13, подключенные к выходу камеры 3, видеоконтрольный блок 14, подключенный к выходу смесителя 13, перестраиваемый генератор опорной частоты 15, триггеры 16- 18, элементы И 19-22, одновибраторы 23- 26, счетчик 27 и блок индикации 28, соединенный с выходом счетчика 27.

Работа устройства основана на использовании магнитооптического эффекта Фа- радея.

Изображение доменной структуры контролируемой феррит-гранатовой пленки образца 4, а также двух параллельных проводников и токовой петли источников 6 и 7 с помощью источника света 1, поляриза- тора и анализатора микроскопа 2 проецируется на мишень видикона телевизионной камеры 3, где преобразуется в полный видеосигнал (фиг.2а). С выхода камеры 3 видеосигнал поступает через смеситель 13 на вход видеоконтрольного блока 14. Таким образом, на экран видеоконтрольного блока выводится увеличенное изображение проводников источника б и токовой петли источника 7 на фоне доменной структуры образца 4 (фиг.З), причем проводники располагаются перпендикулярно строкам телевизионного растра.

Значение постоянного магнитного поля смещения источника 5 устанавливается в пределах области существования ЦМД.

Перемещение ЦМД в направлении градиента магнитного поля смещения (в сторону уменьшения поля) обеспечивается пропусканием через проводники источника 6 в одном направлении одиночного прямоугольного импульса тока J-L, длительность которого задается генератором 11, а полярность и амплитуда - формирователем 8. Одновременно в токовую петлю источника 7 с выхода формирователя 9 поступает импульс тока 1, линейно увеличивающегося во времени. Этот ток получается интегрированием напряжения генератора 11с помощью интегратора 10. Постоянная интегрирования интегратора устанавливается таким образом, чтобы, за счет возрастания поля источника 7, скомпенсировать уменьшение поля смещения, обусловленное источником 6. В этом случае диаметр ЦМД и, следовательно,

его динамические характеристики остаются неизменными при воздействии градиента магнитного поля смещения, что повышает точность измерений.

В исходном состоянии триггеры 16-18 и счетчик 27 обнулены. На вход селектора строчных и кадровых синхроимпульсов 12с выхода телевизионной камеры 3 поступает полный видеосигнал (фиг.2а). На первом выходе селектора 12 формируются строчные синхроимпульсы (фиг.2в) с периодом повторения 64 мкс, а на втором выходе - кадровые синхроимпульсы (фиг.26) с периодом 20 мс.

Кадровый синхроимпульс устанавливает триггер 16 в единичное состояние (фиг.2д) и одновременно перепадом j-запускает од- новибратор 23, на выходе которого формируется импульс низкого логического уровня (фиг.2г), длительность которого регулируется в пределах 0-20 мс. После окончания этого импульса на выходе одновибратора 23 появляется высокий уровень, разрешающий прохождение строчных синхроимпульсов через элемент И 19. При этом первым же импульсом с выхода элемента И 19 триггер 16 перебрасывается в нулевое состояние, в результате чего на выходе элемента И 19 формируется одиночный импульс (фиг,2е).

Перепадом J импульса с выхода элемента И 19 (фиг,2е) запускаются одновибраторы 25, 26. На выходе одновибратора 25 формируется импульс низкого, а на выходе одновибратора 26 - высокого логического уровня (фиг.2ж,з). Длительность этих импульсов регулируется в пределах 0-64 мкс. В результате на выходе элемента И 22 фор- мируется импульс высокого уровня (фиг.2и) с регулируемой задержкой фронта и среза относительно соответствующего строчного синхроимпульса в пределах длительности строки. Задержка указанного импульса относительно начала кадра определяется длительностью импульса одновибратора 23.

Далее, сформированный на выходе элемента И 22 импульс с периодом повторения кадровых синхроимпульсов (20 мс) замешивается с помощью смесителя 13 в видеосигнал и поступает в видеоконтрольный блок 14, где отображается в виде горизонтальной метки, ориентированной вдоль строки телевизионного растра. Перемещение метки по вертикали в пределах кадра телевизионного изображения осуществляется регулировкой длительности импульса одновибратора 23. Размер метки по горизонтали задается од- новибраторами 25, 26.

По команде Пуск (фиг,2к), задаваемой оператором, триггер 17 устанавливается в

единичное состояние (фиг.2л), разрешая прохождение кадровых синхроимпульсов рез элемент И 20 на вход счетного тригге- da 18, Первый кадровый импульс устанавливает триггер 18 в единичное, а второй - в нулевое состояние. ПерепадомГс выхода триггера 18 запускается одновибратор 24, мпульс с выхода которого (фиг.2н) перебрасывает триггер 17 в нулевое состоя- I- ие, запрещая дальнейшее прохождение Y адровых синхроимпульсов через элемент И 20.

Таким образом, на выходе триггера 18 юрмируется одиночный импульс (фиг.2м) олукадровой длительности (20 мс). Этот импульс подается на первый вход элемента 1 21, на два другие входа которого поступа- пт импульсы опорной частоты от генератора 15 (фиг.2о) и горизонтальной метки с ыхода элемента И 22 (фиг.2и). На элементе 1 21 осуществляется время - импульсное реобразование длительности импульса го- изонтальной метки в число импульсов порной частоты.

Это число (фиг.2п) фиксируется счетчи- ом 27 и в виде десятичного числа высвечи- ается на блоке индикации 28.

При измерении подвижности доменных раниц выбирают для исследования изоли- юванный ЦМД, расположенный приблизи- ельно в центре между проводниками. )ператор совмещает на экране видео- онтрольного блока 14 один конец гори- онтальной метки с центром выбранного домена.

Перемещение ЦМД из точки старта в вправлении градиента магнитного поля мещения осуществляется по команде запу- ка генератора 11 (Зап.ГОИ), задаваемой Ператором. При этом через проводники ис- очника 6 пропускается в одном направле- ии одиночный прямоугольный импульс ока известной длительности т.л., амплитуды 1Л

Для измерения скорости V перемеще- |ия ЦМД оператор совмещает на экране идеоконтрольнрго блока 14 второй конец оризонтальной метки с центром переметившегося домена (фиг.З) и задает команду Пуск.

При калибровке устройства устанавли- ают частот f0n (Гц) генератора 15 таким образом, чтобы произведение fon %TC было

исленно равно, где L - линейный разKTJX

лер строки телевизионного растра на экра- е видеоконтрольного блока, м; К оэффициент увеличения оптической системы; Тс период строчной развертки (Тс

64 -10 с); Tfc длительность импульса тока в проводниках источника 6с.

Величины L. К, г задаются при калибровке и в процессе измерения не меняются. В этом случае в режиме измерения подвижности на блок индикации 28 выводится непосредственно значение скорости V домена в м/с.

Подвижность доменных границ/г в м2/(с-А) определяется по формуле:

V

1,27

ItlR

D

R -H,

где амплитуда импульса тока в проводниках источника 6, A; R - радиус домена, м; D - расстояние между проводниками, м; Нс - коэрцитивность феррит-гранатовой пленки, А/м. .

Использование предлагаемого технического решения позволяет повысить точность и быстродействие устройства за счет автоматического измерения скорости пе- ремещения ЦМД при определении подвижности доменных границ. Кроме этого, благодаря использованию видеоконтрольного блока, снижается утомляемость оператора и повышается производительность контроля в процессе производства феррит- гранатовых пленок.

0

5

0

5

Формула изобретения Устройство для измерения подвижно- сти доменных границ феррит-гранатовых пленок, содержащее оптически связанные источник света, поляризатор и анализатор, источник поля смещения, ориентированного вдоль оптической оси устройства, генератор одиночных импульсов, интегратор напряжения, два формирователя импульсов тока, источник градиентного магнитного поля в виде пары параллельных проводников, источник компенсирующего магнитного поля в виде токовой петли, соединенной с выходом первого формирователя импульсов тока, вход которого подключен через интегратор напряжения к выходу генератора единичных импульсов и входу второго формирователя импульсов тока, выход которого соединен с источником градиентного магнитного поля, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и быстродействия устройства, оно содержит генератор опорной частоты, три триггера, четыре элемента И, четыре одновибратора, счетчик, блок индикации, вход которого соединен с выходом счетчика, смеситель, видеоконтрольный блок, вход которого соединен с выходом смесителя, селектор строчных и кадровых синхроимпульсов, телевизионную передающую камеру, оптически связанную с источником света, выход которой подключен к первому входу смесителя и входу селектора строчных и кадровых синхроимпульсов, первый выход которого соединен с первым входом первого элемента И, а второй выход - с входом запуска первого одно- вибратора, входом установки первого триггера и первым входом второго элемента И, выход которого подключен к входу установки второго триггера, а второй вход - к выходу третьего триггера, вход установки которого подключен к выходу второго одно0

вибратора, вход запуска которого подключен к выходу второго триггера и первому входу третьего элемента И, выход которого соединен с входом запуска счетчика, второй вход - с выходом генератора опорной частоты, а третий вход - с вторым входом смесителя и выходом четвертого элемента И, входы которого подключены к выходам третьего и четвертого одновибраторов соответственно, установочные входы которых соединены с входом сброса первого триггера и выходом первого элемента И, второй вход которого подключен к выходу первого одновибратора, а третий вход - к выходу первого триггера.

Л

Зап. ГОИ

фиг.1

/-Ww 2S raft.7л.

3JL

л